錯失30年后，中國工業仿真軟件初長成
http://www.debgrams.com 2021-02-01 16:45 來源：中國軟件網
面對百年未有之大變局，每個人都是局中人，每個企業就是一枚枚棋子。
中興、華為被美國制裁的一系列事件，造成缺“芯”之痛遠不止于此，中國的工業軟件更是命門所在。
如果說硬件制裁是明著當頭一棒，那軟件制裁則是致命的背后一刀：在國內CAE/EDA設計仿真軟件的研發要遠遠落后于硬件，但是對于新產品研發，仿真軟件是絕對必不可少的一步。
退一步講，脫離仿真會怎樣？不僅極大的影響研發效率，而且還可能因為實驗無法通過而導致產品研發失敗。仿真是驗證產品早期設計唯一可行的方法，利用仿真，可以替代絕大部分實驗，從而節約成本和減少研發周期。
01
工業軟件的重要性:
讓芯片動起來的靈魂
如果把人工智能、制造業升級轉型這些概念一層層剝開，最后剩下的就是工業軟件。
工業軟件包含研發設計類（CAD、CAE、PLM等）、生產調度和過程控制類（MES、SCADA等）、業務管理類（ERP、SCM、HRM等）三大領域，其中研發設計類最為核心和關鍵。
以飛機制造為例，人們只知波音具有全球頂級的飛機設計制造技術，卻不知道波音787整個研制過程用了8000多種工業軟件。其中只有1000種是商業軟件，其他的7000余種是波音經過多年積累自己開發的專用軟件，并不對外銷售。
我國要想達到波音的飛機研制水平，首先要具備那8000種工業軟件的水平。
再舉一例，芯片制造需要軟件操作系統。EDA（電子設計自動化）是集成電路最上游的產業，被稱為芯片之母。如果說芯片是軀殼，那EDA就是讓它動起來的靈魂。要制裁華為，更粗暴的辦法是取消 EDA 軟件授權，這也正是當前美國政府的制裁手段之一。
2018 年 10 月，美國商務部對國產新興存儲器企業福建晉華公司實施禁售令，不僅硬件供應商停止了供貨，美國的工業軟件企業也應聲停止供應，這讓投資 370 億元的福建晉華立刻陷入癱瘓。
這就是工業軟件的威力。
02
融合的新趨勢：設計即仿真
如果說工業軟件是中國制造業的皇冠，那么，工業仿真軟件則是皇冠上的一顆寶石。
工業仿真就是對實體工業的一種虛擬，將實體工業中的各個模塊轉化成數據整合到一個虛擬的體系中去，在這個體系中模擬實現工業作業中的每一項工作和流程，并與之實現各種交互。
伴隨著計算速度的迅速提升、計算成本的快速下降、移動互聯網的普及、工業物聯網的廣泛應用以及新材料（例如復合材料）、新工藝（例如增材制造）的發展，表現出工業仿真技術日漸融合的趨勢。
例如，設計即仿真，開始成為工業領域的標配。
業界比較熱鬧的CPS、數字孿生、數物融合等概念背后，都映射著設計已經跟仿真緊密地結合在一起了。CAD（計算機輔助設計）和計算機輔助工程(CAE)曾經是涇渭分明，而現在是不分彼此。在最近幾年，三維體驗技術開發公司達索系統業務重點就是深耕仿真領域，充實達索系統旗下的仿真品牌。在它最近五年的并購中，有一半是在進行仿真軟件的購買。
而西門子同樣在接連不斷地收購仿真公司。2016年，西門子以近10億美元的價格，收購了全球工程多學科仿真軟件供應商CD-adapco。類似的舉動還包括并購LMS、自動駕駛仿真軟件公司TASS等，都是一次一次地向仿真行業拓展。
這一系列收購表明，這種融合的力度，正在得到空前的加強。傳統的CAD和CAE分而治之的局面，正在由CAD廠商率先打破。
03
擴展路徑：并購與研發共存
并購似乎是實現技術擴展的必要手段。
2000年起，全球仿真市場進入了大舉并購階段，各大仿真廠商忙于并購與重組，重新整合市場。
表格：近10年全球仿真企業重大收購情況
根據統計，近二十年來，僅ANSYS、MSC、達索、ESI和西門子這五家廠商就并購了100多家軟件企業。其中30多起并購事件發生在最近三年內，可以說全球仿真近十年來的發展基本上就是并購。
除并購外，國際仿真軟件廠商還通過研發、合作等方式推出新產品，以期繼續引領產業甚至新一輪工業革命的發展。
總體來看，大的全球工程仿真軟件產業格局相對固定，以ANSYS、MSC、達索系統、Altair、西門子PLM等為代表的國際仿真軟件巨頭在技術、產品、市場等多方面均以較大優勢領跑。
04
新變局：國產仿真軟件等待燃燒
在國際巨頭的夾縫中求生存，我國成長起來一批致力于自主研發CAE的軟件公司。
很多公司構建了自己的仿真平臺，比如：安世亞太是ANSYS在中國最大的合作伙伴，提供工程咨詢，構建了仿真云平臺；中仿科技將虛擬現實技術融入飛行模擬中，同時提供研發工具和系統仿真平臺；瑞風協同擁有試驗數據管理、工程知識平臺、協同仿真平臺。
基于平臺優勢，各家公司推出系統軟件產品，較為突出的有：索為系統公司構建了大量工業APP，能夠快速構建針對特定產品的設計系統；上海索辰信息自主研發了仿真平臺，提供一系列專用的仿真軟件產品；海基科技從流體仿真起家，研發了企業工程數據中心、試驗數據管理平臺，提供面向多個物理場的仿真軟件和工藝仿真軟件；安世亞太自主研發了精益研發平臺，開發了聲學仿真、大尺度仿真、綜合設計仿真、需求分析、MBSE（基于模型的系統工程）等軟件；安懷信除了提供自主研發的支撐軟件和咨詢服務，還擁有仿真結果驗證和確認（V&V），以及DFM（可制造性分析）軟件；美的集團通過并購KUKA公司，獲得了一個功能強大的工廠仿真軟件Visual Components。
從服務領域來看，杭州易泰達是國內為數不多從事電機設計和仿真的公司；天舟上元致力于高端裝備產品數字化研發；上海致卓（T-solution）則專注于電磁仿真和工程領域；安世亞太進軍增材制造領域。
此外，我國還有一批自主研發仿真軟件的科研院所。目前比較活躍的包括：中航工業飛機強度研究所（623所），歷經四十多年，不斷完善航空結構強度分析與優化系統（HAJIF），成為國內航空界功能最為全面的大型CAE軟件系統；中國工程物理研究院高性能數值模擬軟件中心研發了一系列高性能計算和工程仿真的中間件，以及專用的高性能仿真軟件；中船重工702所組建了奧藍托無錫軟件公司（ORIENT），該公司有工程仿真、數字化試驗和科研業務管理三大系列軟件，在工程仿真領域研發了CAE前后處理、工業APP集成和高性能計算軟件，還開發了水動力學仿真軟件。
盡管錯失30年，盡管才露尖尖角，但中國工業仿真軟件的火種還是開始點燃了。
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